Java基础知识每日总结(11)---Java异常、断言和日志

异常、断言和日志

1.简介
在程序运行期间，用户可能会输入错误格式的数据造成程序的崩溃，这时Java使用一种异常处理的错误捕获机制来处理，这包括抛出异常和捕获异常。在测试期间需要进行大量的检测以验证程序操作的正确性，这时可以使用断言来有选择地启用检测。当程序出现错误时，需要用日志记录下出现的问题以备日后的分析。

2.处理错误
在程序运行时，如果由于出现错误而使得某些操作没有完成，程序应该：返回到一种安全状态，并能够让用户执行一些其他的命令；或允许用户保存所有操作的结果，并以妥善的方式终止程序。
下面是程序运行时可能出现的错误：

• 用户输入错误
• 设备错误
• 物理限制
• 代码错误

对于方法中的错误传统的做法是返回一个特殊的错误码，还有一种是表示错误情况的常用返回值是null引用。但并不是在任何情况下都能够返回一个错误码。
异常具有自己的语法和特定的继承结构。
在Java语言中，异常对象都是派生于Throwable类的一个实例，但是当Java中内置的异常类不能够满足需求，用户可以创建自己的异常类。Java异常层次结构：

Error类层次结构描述了Java运行时系统的内部错误和资源耗尽错误，它是程序无法处理的错误。如虚拟机错误、内存溢出错误、线程死锁等等。Exception层次结构是程序本身可以处理的异常，它有2个分支，其中由程序错误导致的异常属于RuntimeException，而程序本身没有问题，但由于像I/O、SQL等这类问题导致的异常属于其他异常。
派生于RuntimeException的异常有以下几种情况：错误的类型转换、数组访问越界、访问null指针；不是派生于RuntimeException的异常包括：试图在文件尾部后面读取数据、试图打开一个不存在的文件、试图根据给定的字符串查找Class对象，而这个字符串表示的类并不存在。应该通过检查数组下标是否越界来避免ArrayIndexOutOfBoundsException异常，在使用变量之前检测是否为null来杜绝NullPointerException的发生。
注：如果出现RuntimeException异常，那么就一定是你的问题。
Java语言规范将派生于Error类或RuntimeException类的所有异常称为非受查异常，这种异常要么不可控要么就应提前避免，所有其他的异常称为受查异常。
一个方法应该在其首部用throws声明所有可能抛出的异常。以下四种情况应该抛出异常：调用一个抛出受查异常的方法、程序运行过程中发现错误，并且利用throw语句抛出一个受查异常、程序出现错误、Java虚拟机和运行时库出现的内部错误。如果一个方法有可能抛出多个受查异常类型，那么就应该在方法的首部列出所有的异常类，每个异常类之间用逗号隔开。但是，不需要声明Java的内部错误，即从Error继承的错误，同样也不应该声明从RuntimeException继承的非受查异常。
注：如果父类方法没有抛出任何受查异常，子类也不能抛出任何受查异常。
写程序时当遇到任何标准异常类都不能解决时，可以定义自己的异常类，即定义一个派生于Exception的类，或者派生于Exception子类的类，自己定义的异常类应该包含两个构造器，一个是默认的构造器，另一个是可以输出详细描述信息的构造器，例父类Throwable的toString方法会打印这些详细信息。

3.捕获异常
如果在程序运行时发生了某个异常但没有在任何地方进行捕获，那么程序就会终止，并在控制台上打印异常信息，这包含异常的类型和堆栈的内容。对于图形界面程序(applet和应用程序)，在捕获异常之后也会打印堆栈的信息，但程序将返回用户界面的处理循环中。throws用来声明将要抛出何种类型的异常，而throw用来抛出产生的异常。当一个方法可能会出现异常，但是它不想或没有能力处理这个异常，这时可以在方法声明处用throws来声明抛出异常。此时，谁调用了此方法谁就处理此异常。
throws后面跟单个或多个异常的类型，异常类型间用逗号来分隔。例，

public void test() throws ArithmeticException,ArrayIndexOutOfBoundsException {
}

throws关键字通常用于方法的声明中，如果是Error、RuntimeException或它们的子类，那么可以不使用throws关键字来声明要抛出的异常。编译仍能顺利通过。但在运行时会被系统抛出。
throw关键字通常用于方法体中，程序在执行到throw语句时，立即终止。它后面的语句都不执行，除非调用者捕获并处理了该异常。
要想捕获异常，必须设置try/catch或try/catch-finally语句块。语句：

try {
代码块
产生异常的代码块
}catch(异常类型 ex ) {
对异常处理的代码块
}finally{
代码块
}

通常如果知道如何处理可能出现的异常就将它捕获，如果不知道如何处理就将它抛出。不允许在子类的throws说明符中出现超过父类方法所列出的异常类范围。finally语句块中的代码块无论是否发生异常代码都会执行，catch块中的return语句并不会阻止finally块的运行。
以下3种特殊情况下，finally块不会被执行：

• 在finally语句块中发生了异常
• 在前面的代码中用了System.exit()退出程序
• 程序所在的线程死亡

Java的异常处理是结构化，不会因为一个异常影响整个程序的执行。例，当try代码块中的语句发生了异常，程序就会调转到catch代码块中执行，执行完catch代码块中的程序代码后，继续执行catch代码块后的其他代码。不会执行try代码块中发生异常语句后面的代码。
在程序中想终止代码的执行可以使用java.lang.System下的exit(int status)方法，它可以终止当前运行的Java虚拟机，方法参数为非0整数。
Java中常见的RuntimeException异常，写异常时可通过try…catch语句捕获：

异常对象常用的3个方法：

• getMessage()函数：获取异常信息
• toString()函数：将异常对象转换为字符串，其中包括异常类型与错误信息
• printStackTrace()函数：指出异常的类型、性质、栈层次及出现在程序中的位置

在一个try语句块中可以捕获多个异常类型，即try块后可接0个或多个catch块，并对不同类型的异常做出不同的处理，即对每个异常类型使用单独的catch语句。如果没有catch块，则必须有一个finally块。
捕获多个异常时，异常变量隐含为final变量。建议在多个catch块语句后加一个catch(Exception)来处理可能会被遗漏的异常。可以在finally语句块中释放被占用的资源。
在try…catch语句中，多个catch的顺序一定要遵循“子类在上，父类在下”的规则。
注：当有多个catch语句时，多个catch语句中的异常类型不能相同。

在使用异常时可以使用Java内置的异常类，也可以通过自定义异常来描述特定业务产生的异常类型。所谓自定义异常就是定义一个继承Throwable或它的子类的类。

在使用异常时常常会遇到这样的问题：A方法会抛出一个异常且它调用了B方法，而B方法也会抛出一个异常，那么此时A方法是抛出一个原有的异常还是抛出一个新的异常？此时就出现了异常链即创建了新的异常但保留了原有异常的信息，将异常发生的原因一个传一个串起来，把下层的异常信息传递给上层，这样逐层抛出。其主要实现形式有两种：

使用异常的一些注意项：

• 异常处理不能代替简单的测试
• 不要过分地细化异常
• 利用异常层次结构
• 不要压制异常
• 早抛出，晚捕获

4.断言和日志暂无